프로세스와 메모리
- 프로세스의 동작 : 프로그램 카운터(PC)를 참조하여 수행될 명령을 메모리에서 읽어 CPU로 수행하는 것
- 실행하고자 하는 프로세스가 어떤 메모리, 보조기억장치에 담겨있냐에 따라 속도가 달라짐. 적절한 비용으로 높은 성능을 내야 함
- 기억장치 계층 구조 : 보조기억장치 -> 메모리 -> 캐시메모리 -> CPU(레지스터)
- 순서대로 접근속도가 빠르고, 비트당 기억장치 비용이 높음
- 역순서대로 용량이 커서 많은 데이터를 담을 수 있음
- 메모리 관리
- 메모리 호출 : 언제 새로운 프로세스를 메모리에 둘 것인가
- 메모리 배치 : 다음 실행될 프로세스를 메모리 어느 곳에 둘 것인가
- 메모리 교체 : 메모리가 꽉 찬 상태에서 새로운 프로세스를 메모리에 적재해야 한다면 어떤 프로세스를 제거할 것인가
- 고정/동적 분할, 고정/유동 적재영역 등
단일 프로그래밍 환경
- 하나의 프로세스만 메모리를 전용으로 사용하는 것 (초기 컴퓨터에서 주로 사용)
- 프로세스는 하나의 연속된 블록으로 메모리에 할당
- 단일 프로그램의 문제점
- 메모리의 용량을 초과하는 프로세스는 실행 불가
- 메모리 낭비 심함
- 지속적으로 사용되지 않는 프로세스도 메모리에 계속 적재
- 주변장치 등 자원의 낭비 심함
다중 프로그래밍 환경
- 여러 개의 프로세스가 메모리에 동시 적재되는 것
- CPU 연산과 입출력을 동시에 함으로써 CPU 이용도와 시스템 처리량 증가
메모리 분할 (초기버전)
- 여러 프로세스를 메모리에 적재하기 위해 고안된 방법
- 하나의 분할에 하나의 프로세스가 적재되는 방식
- 종류 : 고정 분할, 동적 분할
- 고정분할
- 메모리를 여러 개의 고정된 크기의 영역으로 분할
- 프로세스 배치방법 1
- 분할영역마다 큐를 두고 큐에 들어온 프로세스는 해당 할당영역에만 적재
- 절대 번역 및 적재
- 효율성 낮음
- 프로세스 배치방법2
- 하나의 큐만 두고 큐에 들어온 프로세스는 어느 분할영역에든 적재
- 재배치 가능 번역 및 적재
- 복잡함
- 고정분할의 문제점 : 내부 단편화
- 프로세스의 크기가 적재된 분할영역의 크기보다 작아서 분할영역 내에 남게 되는 메모리 발생
- 수행할 프로세스의 크기를 미리 알고 그에 맞춰 고정분할을 해야하나 현실적이지 못함
- 동적 분할
- 메모리의 분할경계가 고정되지 않음
- 각 프로세스에 필요한 만큼의 메모리만 할당
- 동적분할의 문제점 : 외부 단편화
- 메모리의 할당과 반환이 반복됨에 따라 작은 크기의 공백이 메모리 공간에 흩어져 생김
- 해결방법1
- 통합 : 인접된 공백을 더 큰 하나의 공백으로 만들어 외부 단편화 해결
- 해결방법2
- 집약 : 메모리 내의 모든 공백을 하나로 모아 외부 단편화 해결
- 메모리 보호
- 프로세스가 다른 할당영역을 침범하지 않게 하는 것
- 하한-상한 또는 하한-크기 레지스터 쌍으로 제한
- 이 제한범위를 넘어 운영체제에 호출하려면 시스템 호출 이용
메모리 배치기법
- 동적 분할 다중 프로그래밍에서 새로 반입된 프로그램이나 데이터를 메모리의 어느 위치에 배치할 것인가를 결정
- 최초 적합
- 프로세스가 적재될 수 있는 빈 공간중에서 가장 먼저 발견되는 곳을 할당
- 후속 적합
- 최초 적합의 변형. 이전에 탐색이 끝난 그 다음 부분부터 시작하여 사용 가능한 빈 공간 중 가장 먼저 발견되는 곳을 할당
- 최적 적합
- 필요한 공간을 제공할 수 있는 빈 공간 중 가장 작은 곳을 선택하여 할당
- 큰 빈 공간을 최대한 많이 남겨 놓기 위한 방법
- 최악 적합
- 필요한 공간을 제공할 수 있는 빈 공간 중 가장 큰 곳을 선택하여 할당
- 작은 자투리가 남아 사용되지 못하는 공간이 발생한느 것을 최소화 하기 위한 방법
